装配式预应力混凝土箱型梁,跨度40m,共三跨桥梁毕业设计

1、前言桥梁工程始终在生产发展与各类科学技术进步的综合影响下，遵循适用、安全、经济与美观的原则，不断的向前发展。随着金融危机的快速蔓延，世界各国都在采取相应措施来应对这场金融海啸。我国投资四万亿用于基础设施建设，来拉动内需保持国民经济快速发展。根据使用任务、性质和所在线路的远景发展需要，结合该桥所在的地形、气候和水文地质以及交通情况，按照安全、适用、经济、先进和适当照顾美观的原则进行多方案比较，最后选择了预应力混凝土简支梁桥。本设计为南水北调大桥的内力计算和配筋设计。本项目所跨越段属于规划中的中线。中线工程地理位置优越，可基本自流输水，工程投资较大；水源水质好，规划输水干线与现有河道全部立交，水质

2、易于保护；输水渠线所处位置地势较高，可解决京、津、冀、豫4省（直辖市）京广铁路沿线的城市供水问题，还有利于改善生态环境。全桥长120米，分3跨，跨径40米，为预应力钢筋混凝土简支箱型梁桥。桥梁上部结构内力设计是下面进行的配筋设计及下部结构设计的前提，对于整座桥梁也是极其重要的部分。本设计按照相关桥梁规范规定，对主梁尺寸拟定、主梁内力的计算、横隔梁内力的计算、行车道板内力的计算以及附属设施和概算的设计进行编制。在此过程中，主要参考了桥梁工程、结构力学、材料力学、专业英语等相关的国内外书籍和文献。综合考虑了材料以及结构的强度、刚度、稳定性等综合性能。充分考虑了桥梁设计的“安全、适用、经济、美观”的

3、原则。设计的内容还包括配筋设计。其中包括：预应力钢束面积的估算即钢束的布置；非预应力钢筋面积的估算与布置；截面几何特性的计算；持久状况截面承载能力极限状态的计算；预应力损失的计算；短暂状况及持久状况的应力验算；短期效应组合作用下的的截面抗裂性验算；主梁变形（挠度）计算；锚固区局部承压计算；行车道板的配筋设计。设计还包括附属设施防撞墙的设计，工程概预算、施工组织设计及对桥梁先简支后连续一些理论及技术的学习。本次设计是大学四年所学理论知识的综合运用，为以后的工作打下良好基础由于本人的能力有限，设计中错误以及考虑疏漏之处在所难免，敬请各位指导老师随时指出，我将努力加以改正和弥补！1原始资料、设计要求

4、及方案比选1.1 概述本项目所跨越段属于规划中的中线。中线工程地理位置优越，可基本自流输水，工程投资较大；水源水质好，规划输水干线与现有河道全部立交，水质易于保护；输水渠线所处位置地势较高，可解决京、津、冀、豫4省（直辖市）京广铁路沿线的城市供水问题，还有利于改善生态环境。随着与之相连的相关高速公路的陆续建成通车，拟建成通车必将成为我国中部一条重要的东西向交通动脉。1.2 原始资料河南省地跨暖温带和北亚热带两大自然单元的我国东部季风区内。气候比较温和，具有明显的过度性特征。南北各地气候显著不同，山地和平原气候也有显著差异。全年四季分明。总的气候特征是：冬季寒冷少雨雪，春短干旱多风沙，夏天炎热多

5、雨，秋季晴朗日照长。桥位范围内详勘地质主要为粘土、全风化花岗岩、弱风化花岗岩，地质概况如下：第1层：亚粘土，黄褐色，含少量沙砾，含量约10%,砾径1-3mm,下部加杂花岗岩强风化物。第2层：全风化-强风化花岗岩，岩芯呈砂砾状，自上而下砾径逐渐变粗，下部局部呈碎块状。第3层：弱风化花岗岩，上部岩芯呈碎块状，主要矿物成分为长石，角闪石，粗粒结构，块状构造。下部岩质新鲜，岩芯呈柱体状。根据所查阅资料，河南省年平均气温为12.8-15.5C,历史最高为43Co年平均降水量1004mm,全年无霜期从北往南为180-240天。往往全年的降水量主要集中在夏季，约占全年降水量的45-60%,设计洪水频率百年一

6、遇。地震烈度为八度。由于预应力混凝土简支箱梁，桥梁上、下部结构可以平行施工，加快施工进度，缩短工期，预制构件便于工厂化批量生产，质量容易控制，成本相对较低。但是构件之间存在拼装接缝，结构整体性相对较差，且需要大型起重运输设备和预制场地。河流为独流水域，流量随季节变化大，平均水深0.8米左右，洪期水深2米左右，地下水类型为第四系空隙潜水，水位埋深4.5米左右。1.3 设计要求根据公路桥涵设计通用规范（JTGD602004）（以下简称桥规），公路钢筋混凝土及预应混凝土桥涵设计规范（JTGD622004）（以下简称公路桥规）要求，按A类即部分预应混凝土构件设计此梁。1.4 方案比选根据原始资料及使用

7、要求，初步拟定以下三种方案：方案一：预应力混凝土箱型拱桥（重力式墩台）。箱型梁体上部构造120m24m图1-1预应力混凝土箱型拱桥（重力式墩台）Fig.1-1PrestressedConcreteArchBridge(GravityAbutment)方案二：预应力混凝土连续箱型梁桥图1-2预应力混凝土连续箱梁桥Fig.1-2Thecontinuousprestressedconcretebox-girderbridge1）孔径布置：预应力混凝土变截面先简支后连续梁桥，分7跨，每跨17米，全长共120m。2）主梁结构构造：主梁为预制预应力钢筋混凝土箱型梁。主梁间距174cm,采用等截面梁高100

8、cm,跨中截面顶板厚度10cm,顶板与腹板相交处设置三角承托。腹板水平厚度24.7m,底板20m,腹板与底板相接处设置下三角承托。3）桥墩基础：根据原始资料，主墩基础采用1.2mffi1.3m的钻井灌注桩，东西边墩（桥台）采用刚性扩大基础。采用梯形盖梁。方案三：预应力混凝土简支箱型梁桥图1-3预应力混凝土简支箱型梁桥Fig.1-3Theprestressedconcretebox-girderbridge1）孔径布置：预应力混凝土变截面先简支后连续梁桥，分五跨，每跨40米，全长共120m。2）主梁结构构造：主梁为预制预应力钢筋混凝土箱型梁。主梁间距312cm,采用等截面梁高160cm,跨中截面

9、顶板厚度10cm,顶板与腹板相交处设置三角承托。腹板水平厚度24.7cm,底板20cm,腹板与底板相接处设置下三角承托。在距支座一个梁高处采用变截面，由此处开始向支点处向内均匀变化，顶板厚度由10cm增加到20cm,腹板水平宽度由24.7cm增加到49.4cm,底板由20cm增加到40cm,梁高保持不变。主梁间预留20cm后浇注。3）桥墩基础：根据原始资料，主墩基础采用1.2mffi1.3m的钻井灌注桩，东西边墩（桥台）采用刚性扩大基础。采用梯形盖梁。4）施工方案：现场预制预应力混凝土预应力梁，采用闸门式加桥机施工，然后后浇注桥面板，最终桥面系施工。方案点评及选择：方案一是拱桥技术工艺成熟，有

10、大量的可以借鉴的经验，但需要大量吊装设备，占用大量场地以及劳动力。从使用效果方面看，拱桥承载能力大，但是伸缩缝多，养护麻烦，同时纵坡比较大填土高，土方量大，给取土造成施工上的问题。拱桥造价低廉，但耗用木材，水泥，劳动力，工时都很多。重力式墩台行工量大，技术成熟，但是对地基承载力有很高要求。方案二是预应力混凝土箱型连续梁桥，从使用效果方面看，该结构属于超静定结构受力较好，无伸缩缝，行车条件好，养护方便。柱式墩台，配合桩基础结构稳定，施工方便对地基的强度不过分依赖，对于本设计的亚粘土-粉沙地形尤为如此。但是预应力连续梁的技术先进，工艺要求比较严格，需要专门设备和专门技术熟练的队伍，且预应力梁的反拱

11、度不容易控制，该方案机具耗用多，前期投入大，成本较多，成本回收难。方案三是预应力混凝土箱型简支梁桥，简支梁桥是我们最早使用的桥型，也是应用最为广泛的桥型。它受力简单，梁中只有正弯矩，体系温度、混凝土收缩徐变、张拉预应力等均不会在粱中产生附加内力，设计计算方便，最容易设计成各种标准跨径的装配式结构。由于简支梁是静定结构，结构内力不受地基变形的影响，对基础要求较低，适用于地基较差的桥址上建桥。在多孔简支梁桥中，相邻桥孔各自单独受力，便于预制、架设、简化施工管理，施工费用低，因此被广泛采用。缺点是简支梁属于静定结构，受力不如连续梁，同时伸缩缝多，养护麻烦，但是造价低廉劳动力耗用少，工作量小，经济，中

12、小型桥尤其适用。综上，由对比我们可以看出方案三所需设备较少，占用施工场地少，对地基承载能力的要求不高，现行的施工技术、施工工艺和施工设备都很完善，施工难度小，造价低，工期短，适合中小型桥梁。所以，方案三是最佳选择。2设计资料及构造布置1 设计资料1.3 桥面跨径及桥宽标准跨径：总体方案选择的结果，采用装配式预应力混凝土箱型梁，跨度40m,共三跨。主梁长：伸缩缝采用4cm,预制梁长39.96m。计算跨径：取相邻支座中心间距39.5m。桥面净空：由于该桥所在的路线宽度较大，确定采用分离式桥。单侧桥横向布置：0.52（护栏）+3.752（二车道）+1（左路肩）+3（右品&肩）=12.5m1.

13、3 设计荷载根据线路的等级确定荷载等级，由一级公路，设计时速100km/h可查得：计算荷载：公路一级荷载。1.3 材料及工艺1）水泥混凝土：主梁、栏杆、桥面铺装采用C50号混凝土。抗压强度标准值fck=32.4MPa,抗压强度设计值Q=22.4MPa,抗拉强度标准值ftk=2.65MPa,抗拉强度设计值ftd=1.83MPa,Ec=3.45X04MPa。2）预应力钢筋采用（ASTMA41697a标准）低松弛钢绞线1标准型。抗拉强度标准值fpk=1860MPa,抗拉强度设计值fpd=1260MPa,公称直径15.2mm,公称面积139mm2,弹性模量Ep=1.95X05MPa01.3 设计依据1

14、）公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）;2）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTJD62-2004）;1 构造布置1.4 主梁间距与主梁片数为使材料得到充分利用，拟采用抗弯刚度和抗扭刚度都较大的箱型截面，按单箱单室截面设计，为减小下部结构的工程数量，采用斜腹式。施工方法采用先预制，在吊装的方法。在保证行车道板使用性能一挠度和裂缝控制的前提下，将预制箱梁控制在可以吊装的范围内，整桥横向按8片预制箱梁布置，设计主梁间距均为3.12m,边主梁宽3.02m,中主梁宽2.92m,主梁之间留0.2m后浇段，以减轻吊装重量，同时能加强横向整体性。1.4 主梁尺寸拟定1）主梁高：根据预应力

15、混凝土简支梁的截面尺寸设计经验梁高跨比通常为1/15-1/25,本设计取1/25,即梁高h=1.60m。2）顶板宽度与厚度：顶板宽度在桥面宽度和主梁片数确定以后，就已经确定：3.12m；厚度与其受力有关，此处采用变厚度，悬臂远端10cm,在20cm处开始逐渐变厚，与腹板相交处厚度为16cm,由腹板向内依然采用相同的变厚度。3）底板宽度与厚度：底板宽度取100cm,厚度既要满足受力要求，又要考虑到预应力钢筋孔道的布置，因此厚度取20cm。4）腹板厚度：除了要满足抗剪及施工要求外，腹板厚度选取时还应考虑到预应力钢筋的布置和弯起，此处取24cm（注：水平厚度24.7cm）。1.4 横截面沿跨长改变本

16、设计梁高采用等高度形式，梁端部分由于锚头集中力的作用而引起较大的局部应力，也因布置锚具的要求，在端头附近做成锯齿形，截面厚度在距支座1m处开始变化，厚度由原来各自向内增加一倍。1.4 横隔梁设计为了增强主梁之间的横向连接刚度，除设置端横隔梁外，还在跨中、四分之一处设置三片中横隔梁，共计五片。横隔梁厚度为20cm,为了减轻吊装质量、节省材料横隔梁中间留孔。主梁跨中、支点截面以及横隔梁尺寸见图2-1、图2-2所示：rr-r一二一0-6100100边主梁跨中图2-1中主梁跨中箱梁跨中横截面Fig.2-1Thecross-sectionofmid-spanboxbeam0164024.7402010_

17、24._74._710053101L5410302304024.74042.610204024.74042.64024.740201001624.74.7i1边主梁支点a,0.2100中主梁支点54531103图2-2箱梁支点截面Fig.2-2Thecross-sectionofsideend-spanboxbeam1.4 桥面铺装采用厚度为8cm水泥混凝土垫层，表面7cm的沥青混凝土，桥面横坡为1.5%。2.2.6桥梁横断面图图2-3桥梁横断面图(单位：cm)Fig.2-3Thediagramofbridgecrosssection1 主梁毛截面几何特性计算1.5 计算截面几何特性本设计采用

18、分块面积法，因为只在距支点1m处开始变截面，为简便计算，可近似按等截面计算，所以只需分别计算边主梁、中主梁预制时和使用时跨中截面的几何特性。主要计算公式如下：毛截面面积：Am=ZAi(21)各分块面积对上缘的面积距：Si-Aiyi(22)毛截面重心至梁顶的距离：ys=，SiAi(23)毛截面惯性距计算移轴公式：Im=Ii八.Aiyj-ys2(24)式中Am分块面积；yi分块面积重心至梁顶的距离；ys毛截面重心至梁顶的距离；Si各分块对上缘的的面积距；Ij各分块面积对其自身重心的惯性距。利用以上公式，分别计算边主梁、中主梁预制时和使用时跨中截面的几何特性，将结果列入一下各表中表2-1边梁的截面几

19、何特，也计算表(使用前)Tab.2-1Thecalculationofthegeometricalfeaturesofsidebeam(beforeuse)分块号2Ai/cmYi/cm4Si/cmd=Yj_y$/cmIi/cm4Ix/cm4顶板302051510062.9725166.711974967.12上三角承托776.42519410110.941849.22399299.78腹板6125.678477796.8-10.038592870.46616240.88卜二角承托100146.6714667-78.72222.2619369底板2000150300000-82.0366666.

20、713457841.8120228171778688775.2629067718.58其中：矩形自身惯性矩,三角形自身惯性矩I。3bh一36ys="SiAi=67.971=xIiAi2c4yi-yc=37756493.84cm4is表2-2中梁的截面几何特，也计算表（使用前）Tab.2-2Thecalculationofthegeometricalfeaturesofcenterbeam(beforeuse)分块号2Ai/cmYi/cm/4Si/cmd=yi_ys/cmIi/cm4/4Ix/cm顶板292051460063.524333.311774170上三角承托776.42596

21、13.21121849.22445266.1腹板6125.678477796.8-9.58592870.46552835.4卜二角承托100146.6714667-78.172222.2611054.9底板2000150300000-81.566666.713284500Z119228166771631619.7228667826.4其中：Ys="SiAi=68.5.2IiAiYj-Ys4=37355768.26cm表2-3主梁的截面几何特，也计算表(使用阶段)Tab.2-3Thecalculationofthegeometricalfeaturesofmainbeam(Theuse

22、ofphase)分块号Ai/cm2yi/cmSi/cm4d=Yi-ys/cmIi/cm4Ix/cm4顶板312051560062.452600012168007.8上三角承托776.42519410109.91849.22354626.6腹板6125.678477796.8-10.558592870.46681794.6卜二角承托100146.6714667-79.222222.2627580.8底板2000150300000-82.5566666.713629005Z121228176778689608.5629461012.82iiAjyj-ys-4=38150621.360042.3.2

23、检验截面效率指标：以跨中截面为例:上核心距:I=38150621.36三Ai(hys)1212292.55=34.01cm下核心距:I二38150621.36三Aiys-1212267.45=46.66cm加田六"如七匕主一.kskx34.0146.66截®效率指标：P=0.504>0.5h160根据设计经验，一般截面效率指标取0.450.55,且较大者较经济。上述计算表明,初拟的主梁截面是合理的。其中：ys="SiAj=67.453主梁内力计算1.1.0 恒载内力计算1） 第一期恒载(主梁自重)在距主梁端部1m处为过渡宽度。1)边主梁自重荷载：跨中部分：(

24、39.96-12)1.2-45.552m3支点部分:2(1.21.9234)/2=3.1234m3j、小“土Ue日(45.552+31234)M25边王梁何载集度：g1边主=二30.45KN/m1 39.962)中主梁自重荷载：跨中部分(39.96-12)1.19-45.17m3支点部分2(1.191.9134)/2-3.1034m3,、小”必备日(45.17+31034)黑25中王梁何载集度：g仲主=.=30.2KN/m39.963)横隔梁自重荷载：一个横隔梁体积：1 11(7030)6(70102.25)(135-6)2065(4565)10202 22=191202.5cm横隔梁荷载集度

25、：一、.01912525边梁部分：g1边隔=U55=0.598KN/m39.96中梁部分：g1中隔=20.598=1.196KN/m第一期包载集度：g1边=30.450.5=9831.048目中=30.2+1.196=31.396KN/m5 第二期恒载(主梁现浇湿接缝)边主梁：g2边=0.10.125=0.25KN/m中主梁：g2中=0.10.225=0.5KN/m5 第三期恒载(防撞墙、桥面铺装)1)防撞墙：按规定：g=8.64KN/m(只有边梁承担)2)桥面铺装：g3边铺=(3.12-0.5)(0.08250.0723)=9.46KN/mg3中铺=3.12(0.08250.0723)=11

26、.26KN/m第三期包集度：g3边=8.649.46=18.1KN/mg3中=11.26KN/m5 恒载集度汇总表3-1主梁恒载汇总表Tab.3-1Thecollectionofthedeadloadofmainbeam荷载第一期荷载g第二期荷载g2第三期荷载g3总和g梁边主梁31.0480.2518.149.398中主梁31.3960.5011.2643.1563.2恒载内力设x为计算截面至支撑中心的距离，并令a=x/lg图3-1恒载内力计算图Fig.3-1Thediagramofconstantloadcalculation则计算公式为：Mg=a(1a)Lg/2(31)Qq=(1-2a)L

27、q/2(32)其中：L=39.96mL2=1596.8m2则边主梁和中主梁的恒载内力计算如下表表3-2恒载内力表Tab.3-2Thetableofdeadload项目M/KNmQ/KNgi四分点变化点支点跨中四分点变化点2-a(1-a)L2/2199.6149.787.33(1-2a)L/29.9914.9919.98一期边主梁6197.184647.892711.42310.17465.41620.3431.048E中主梁6266.644699.982741.81313.65470.63627.2931.396二期边主梁49.937.4321.832.53.754.9950.25E中主梁99

28、.874.8543.674.9957.59.990.5二期边主梁3612.762709.571580.67180.82271.32361.6418.1E中主梁2247.51685.62983.34112.49168.79224.9711.26边主梁9859.847394.884313.93493.49740.48986.9749.398总®S中主梁8613.946460.453768.81431.13646.91862.2643.156辽宁工程技术大学毕业设计（论文）4荷载横向分布计算4.1支点截面横向分布系数计算本设计应用杠杆法计算支点截面的横向分布系数。杠杆法忽略了主梁之间横向结

29、构的联系作用，假设桥面板在主梁上断开，把桥面板看作沿横向支承在主梁上的简支梁或简支单悬臂梁，主要适用于双肋式梁桥或多梁式桥支点截面。本桥为多梁式桥，当桥上荷载作用在靠近支点处时，荷载的绝大部分通过相邻的主梁直接传至墩台。虽然端横隔梁连续于几根主梁之间，但是其变形极其微小，荷载主要传至两个相邻的主梁支座。因此，偏于安全的用杠杆原理法来计算荷载在支点的横向分布系数。1）对于1号梁，首先绘制1号梁反力影响线，如图4-1。并确定荷载最不利位置：图4-11号梁横向分布系数图Fig.4-1Thediagramof1Leunghorizontaldistributioncoefficient11 号梁荷载横

30、向分布系数：m0=（1.2115+0.6346+0.2179）=1.03222）对于1号梁，首先绘制1号梁反力影响线，如图4-2。并确定荷载最不利位置：图4-22号梁横向分布系数图Fig.4-2Thediagramof2Leunghorizontaldistributioncoefficient12 号梁荷载横向分布系数：m0=3(0.4231+1.0000+0.5833+0.0064)=1.0064由于高速公路，无人群荷载，所以根据对称性，3号梁与2号梁支点的横向分布系数相同，4号梁与1号梁的横向分布系数相同。4.2跨中截面横向分布系数计算本设计应用修正偏心压力法计算跨中截面的横向分布系数。

31、修正偏心压力法是当桥主梁间具有可靠连接时，在汽车荷载作用下，中间横隔梁的弹性挠曲变形与主梁的变形相比很小，因此可假定中间横隔梁像一根无穷大的刚性梁一样保持直线形状。本设计因除了设置端横隔梁外，还分别在跨中、四分之一处设置了横隔梁，并且主梁之间预留20cm后浇注，所以在本设计中，主梁之间具有可靠的连接，固选用修正偏心压力法计算跨中横向分布系数。1 计算主梁抗弯惯性矩I由前面截面几何特性计算可知I=38150621.36cm4=0.3815m41 计算主梁截面抗扭惯性矩It对于本设计箱形截面，空室高度大于截面高度0.6倍(即0.81>0.6),所以属于薄壁闭合截面。对于单室箱型截面，具抗扭惯

32、性矩可分为两部分：两边悬出的开口部分和薄壁部分。由于本设计截面采用的是变厚度，所以计算前把截面转化成两个矩形和一个闭口槽型，它们的厚度采用转换后的厚度，如图4-3:m悬出部分可按实体矩形截面计算：l；=2cbti3(41)i1其中：b矩形长边长度ti矩形短边长度G矩形截面抗扭刚度系数n主梁截面划分为单个矩形的块数1薄壁闭合部分：IT=(Si+sJ2h21(42)2H包tt1t2(注：公式中具体尺寸见下图)箱梁跨中截面转换后箱梁跨中截面转换前图4-3截面转换图Fig.4-3Theconversioncross-sectionmap1)计算悬臂部分抗扭惯性矩Itccc17010406-70则:t/

33、b=11.7143/70=0.1673悬臂换算厚度：t=2=11.7143cm表4-1矩形截面抗扭刚度系数表Tab.4-1rectangularsectiontorsionalstiffnesscoefficienttablet/b10.90.80.70.60.50.40.30.20.1<0.1c0.1410.1550.1710.1890.2090.2290.2500.2700.2910.3121/3由t/b通过查表（内插法）可得，悬臂部分抗扭刚度系数c=0.297867则:1T=20.2978677011.71433=67034.7cm42）计算闭口薄壁部分抗扭惯性矩It3=152.0

34、4薄壁箱型截面顶板换算厚度:,cc1cc152.0410240t二2152.04h="11.57856tJ=st2=20$=79.54=11.57(8n5则:图4-4抗扭计算简图1T=(s1+s2)2h2；s1:小包tt1t2Fig.4-4Diagramcalculatedtorsional=(152.0479.54)21452本桥使用后各主梁的横截面均相等,c149.46152.0479.5422411.578520_4=38140480.73cmIt=ItIt=67034.738140480.73=38207515.43cm4=0.3821m44.2.3计算主梁截面抗扭刚度修正系

35、数£lTi=nIT,梁数n=4,梁间距为3.12m,并取G=0.425E,则:'、ai2=1.562(1.563.212=)48.672抗扭修正系数:其中:1Gl2nlT212EI%ai2=0.177,0.425E39.96240.3821112E48.6720.3815材料剪切模量;主梁抗弯惯性矩材料的弹性模量;主梁抗扭惯矩;4.2.4跨中截面横向分布系数计算1)1号梁。计算考虑抗扭修正系数的横向影响线竖标值11214.680.1770.3297448.6721420|nv.2ai=12=1-0.1774.68=0.1704448.672由横向影响线的竖标值绘制各梁的横向影

36、响线，并确定荷载的最不利位置。1梁的横向影响线和布载图式如图4-5:2QSZOcocreoo79700Qoaooo图4-51号梁的横向影响线和布载图Fig.4-5Thediagramof1leong'shorizontalimpactlinesandload设影响线零点离1号梁轴线的距离为x,则:x-33.12解得:x=19.3720.32970.1704则汽车荷载横向分布系数为:1、mCq1=-q21,xx3x4x5%2x10.32972际20.03218.23216.9323213.83212.0321=-0.34090.31030.28820.25750.23540.2048=0

37、.81862)2号梁计算考虑抗扭修正系数的横向影响线竖标值212a211.562=0.177=0.2589448.672242a22=-0.1771.56=0.2412448.672由横向影响线的竖标值绘制各梁的横向影响线，并确定荷载的最不利位置。2梁的横向影响线和布载图式如图4-6:2p/2p/2p/2p/QeBTAUQ05TAU图4-62号梁的横向影响线和布载图Fig.4-6Thediagramof2leongShorizontalimpactlinesandload设影响线零点离2号梁轴线的距离为x,则:x_x-33.120.25890.2412解得：x=136.91则汽车荷载横向分布系

38、数为:11210.2589136.91%=2、q=qK"3"4%"6137.57135.77134.47132.67131.37129.571ccccc=30.26010.25670.25430.25090.24840.2450=0.7577由于高速公路，无人群荷载，所以根据对称性，3号梁与2号梁支点的横向分布系数相同，4号梁与1号梁的横向分布系数相同。4.3荷载截面横向分布系数汇总由以上计算将荷载横向分布系数汇总到表4-2表4-2横向分布系数汇总表Tab.4-2Thesummaryofhorizontaldistributioncoefficient梁号砂载位置

39、I级荷载作用横向分布系数备注支点m01.0321跨中mc0.8186支点截面按“杠杆原支点m01.0064理法”计算2跨中mc0.7577跨中截面按“修正偏支点m01.00643跨中mc0.7577心压力法”计算支点m01.0324跨中mc0.81865活载影响下主梁内力计算冲击系数和车道折减系数的确定根据桥规，简支梁桥的自振频率可采用以下公式估算:式中：l结构计算跨径（m）；E一结构材料的弹性模量（N/m2）;对于C50混凝土，E取3.45父1010N/m2Ic一结构跨中截面的截面惯矩（m4）;mc一结构跨中处的单位长度质量（kg/m）,当换算为重力计算时其单位为（N2/m2）;G一结构跨中

40、处延米结构重力（N/m）；g一重力加速度g=9.81（m/s2）。EI一一103.143.45100.3815mc239.530.30510/9.81=2.077Hz桥规规定，冲击系数按下式计算:当f<1.5Hz时，0=0.05;当1.5Hz<f<14Hz时，0=0.17671nf0.0157;当f>14Hz时，R=0.45,本计算1.5Hz<fE14Hz=0.17671n2.077-0.0157=0.1135所以取：1+=1.11根据桥规规定，本设计为半幅二车道，可不考虑横向车道折减，其折减系数巴=1活载内力计算本设计中，因为除设置端横隔梁外，跨中还设置了3根内

41、横隔梁，所以跨中部分采用不变的mc,从第一根内横隔梁起至支点mx从“直线过度到m013。在计算简支梁跨中最大弯矩与剪力时，由于车辆的重轴一般作用于跨中区段，而横向分布系数在跨中区段的变化不大，为了简化计算，通常采用不变的跨中横向分布系数mc计算。根据桥规，公路-I级车道荷载的均布荷载标准值qk为10.5kN/m。集中荷载标准值随计算跨径而变，当计算跨径小于或等于5m时，Pk为180kN；计算跨径等于或大于50m时，Pk为360kN；计算跨径在5m50m之间时，Pk值采用直线内插求得。当计算剪力效应时，集中荷载标准值Pk应乘以1.2的系数，其主要用于验算下部结构或上部结构的腹板。因此由内插求得：

42、Pk-180=39.5-5求得Pk=318KN,1.2R=381.6KN。360-18050-51号梁活载内力计算1号梁跨中截面弯矩和剪力计算跨中截面弯矩影响线及横向分布系数见图5-1,跨中截面弯矩计算采用不变的横向分布系数mcoPkqk荷载布置图-lImo=0.8186分布系数变化图rTT；弯矩影响线图5-11号梁跨中弯矩计算图Fig.5-1Thecalculationof1leongSspanmomentl395跨中弯矩影响线的最大坐标值：yk-=必=9.875m44一八口/二，八上乙一十日l2跨中弯矩影响线的面积：，M获39.522=195.031m8集中荷载：Pk=318KN均布荷载：

43、qK=10.5KN/m车道荷载作用下1号梁跨中弯矩:Mi/2=(i口广mpy=(1+R)-(mcPkyk+mA)=(10.11)1(0.81863189.8750.818610.5195.031)=4714.12KNm跨中截面剪力影响线及横向分布系数见图5-2,跨中截面剪力计算采用不变的横向分布系数mc。图5-21号梁跨中剪力计算图Fig.5-2Thecalculationof1leongSspanshear,.,1跨中剪力影响线的最大坐标值：yk-2.一.1l113951跨中剪力影响线的面积：=一注=4.938222222集中荷载：1.2Pk-381.6KN均布荷载：qKH0.5KN/m车道

44、荷载作用下1号梁跨中剪力：Q/2=(1卜mpy=(1)(n1.凡ykm/k)k=(10.11)1(0.8186381.60.50.818610.54.938)-220.48KN2)1号梁1/4处截面弯矩和剪力计算1/4处截面弯矩影响线及横向分布系数见图5-3,1/4截面弯矩计算需考虑荷载横向分布系数沿桥纵向的变化，支点截面取小，1/4至l取m一支点l/4段横向分布系数按直线变化。图5-31号梁l/4处弯矩计算图Fig.5-3Thecalculationof1Leong's1/4departmentmoment1/4处弯矩影响线的最大坐标值：yk=3=339.5=7.406m1616三角

45、荷载合力作用点处影响线坐标值：y=-xx39.5=2.469m316133951/处弯矩影响线的面积：jM=-39.5=146.273m2216集中荷载：R-318KN均布荷载：qK=10.5KN/m车道荷载作用下1号梁1/4处弯矩:Ml/尸(1尸mpy=(1J)mcPkykmcqk+也0m)mjqky2=(10.11)10,81863187.4060.818610.5146.2731395.(1.032-0,8186)10.52,469243565.84KNm1.2Rm0=1,0321/4处截面剪力影响线及横向分布系数见图5-4,1/4截面剪力计算需考虑荷载横向分布系数沿桥纵向的变化，支点截

46、面取小，l/4至l取mc,支点l/4段横向分布系数按直线变化。qk.荷载布置图mc=0.8186分布系数变化图3/4剪力影响线/4图5-41号梁1/4处剪力计算图Fig.5-4Thecalculationof1LeongS1/4departmentshear31/处剪力影响线的最大坐标值：yk=343131339531/处剪力影响线的面积：meJ之冷力3=11,10944244集中荷载：1.2Pk=381.6KN均布荷载：qK=10.5KN/m车道荷载作用下1号梁1/4处剪力：Q/4=(1口/mpy=（1+9）-（m1.Pky次mc缥）k(10.11)1(0.8186381.60.750.81

47、8610.511,109)=366.04KN3)1号梁变化点处截面弯矩和剪力计算变化点处截面弯矩影响线及横向分布系数见图5-5,变化点截面弯矩计算需考虑荷载横向分布系数沿桥纵向的变化，支点截面取m0,1/4至1取mc,支点l/4段横向分布系数按直线变化。图5-51号梁变化点处弯矩计算图Fig.5-5Thecalculationof1LeongSChange-pointdepartmentmoment变化点处弯矩影响线的最大坐标值：yk7-73=4.32m6464三角荷载合力作用点处影响线坐标值：y=2.88m2变化点处弯矩影响线的面积：4.3239.5=85.32m2集中荷载：R=318KN均

48、布荷载：qK=10.5KN/m车道荷载作用下1号梁变化点处弯矩：m变=(1+nmpy=(1)mkPky，mc+1(0m)m1qky=(10.11)10,92533184.320.816110.585.32139.5(1.032-0.8186)10.52.8824=2260.35KNm变化点处截面剪力影响线及横向分布系数见图5-6,变化点截面剪力计算需考虑荷载横向分布系数沿桥纵向的变化，支点截面取m0,1/4至l取mc,支点l/4段横向分布系数按直线变化。图5-61号梁变化点处剪力计算图Fig.5-6Thecalculationof1LeongSChange-pointdepartmentshe

49、ar变化点处剪力影响线的最大坐标化yk=0.875m三角荷载合力作用点处影响线坐标值：y=0.083m12变化点处男力影响线的面积：%=一义0.875义0.875义39.5=15.121m2集中荷载：1.2Pk=381.6KN均布荷载：qK-10.5KN/m车道荷载作用下1号梁变化点处剪力：Q=(1口广mpy,4a4-=(1)mk1.2Rykmcqk,k+(m0-mjqky525二(10.11)10.9253381.60.8750.818610.515.12139.5一(1.032-0.8186)10.50.0834=488.23KNm4）1号梁支点处截面剪力计算支点处截面剪力影响线及横向分布

50、系数见图5-7,支点截面剪力计算需考虑荷载横向分布系数沿桥纵向的变化，支点截面取mo,l/4至l取mc,支点l/4段横向分布系数按直线变化。图5-71号梁支点处剪力计算图Fig.5-7Thecalculationof1Leong'sSupportdepartmentmoment支点处剪力影响线的最大坐标值：yk=1m三角荷载合力作用点处影响线坐标值：y=0.875mo支点处男力影响线的面积：iM139.5=19.75m2集中荷载：1.2Pk=381.6KN均布荷载：qK-10.5KN/m车道荷载作用下1号梁支点处剪力：Q支=(1口/mpy,.a-=(1)m01.2Rykmcqjk+Jm

51、。-mjqky-(10.11)11.032381.610.818610.519.7539.5一(1.032-0.8186)10.50.8754=636.31KNm5.2.22号梁活载内力计算1)2号梁跨中截面弯矩和剪力计算跨中截面弯矩影响线及横向分布系数见图5-8,跨中截面弯矩计算采用不变的横向分布系数mc。cPkqk荷载布置图mc=0.7577分布系数变化图1/4弯矩影响线图5-82号梁跨中弯矩计算图Fig.5-8Thecalculationof2leongSspanmomentl395跨中弯矩影响线的最大坐标值：yk二要=9.875m44l2跨中弯矩影响线的面积：-M=-8239.52=195.031m8集中荷载：Pk=318KN均布荷载：qK=10.5KN/m车道荷载作用下2号梁跨中弯矩:Mi/2=(i口厂mpy=(1+mcPkyk+mA)=(10.11)1(0.75773189.8750.757710.5195.031)-4363.42KNm跨中截面剪力影响线及横向分布系数见图5-9,跨中截面剪力计算采用不变的横向分布系数mc。1.2Pkqk荷载布置图1Imc=0.7577分布系数变化图1/2：剪力影响线-一,1/2图5-92号梁跨中剪力计算图Fig.5-9Thecalculationof2leongSspanshear139.51222=4